Soru

Zorluk: ZorHemodinamik ve Kan Akımı Fiziği

Klinik bir çalışmada, bir hastanın büyük bir arterindeki lokalize daralma (stenoz) bölgesi incelenmektedir. Stenoz bölgesindeki kan akım hızının (vv) proksimaldeki normal segmente göre 4 kat arttığı, damar çapının (dd) ise normal segmentin yarısına (1/21/2) indiği saptanmıştır. Kanın yoğunluk (ρ\rho) ve viskozitesinin (η\eta) sabit kaldığı varsayıldığında, bu stenoz bölgesindeki hemodinamik parametreler ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. Reynolds sayısı (ReRe) başlangıca göre 2 katına çıkar ve türbülan akım riski artar.Cevap
  2. B
    Süreklilik denklemine göre stenoz bölgesindeki kan akım debisi (QQ) 2 katına çıkar.
  3. C
    Reynolds sayısı (ReRe) değişmez; çünkü hızdaki artış damar çapındaki azalma ile tam olarak kompanse edilir.
  4. D
    Poiseuille denklemine göre bu daralma bölgesindeki akım direnci (RR) başlangıca göre 8 katına çıkar.
  5. E
    Daralmaya bağlı olarak damar hacmi azaldığı için vasküler kompliyans (CC) başlangıca göre artar.

Cevap

Reynolds sayısı 2 katına çıkar ve türbülan akım riski artar.
Süreklilik denklemine göre, bir damar daraldığında akım hızı kesit alanındaki azalma ile ters orantılı olarak artar. Soruda çap yarıya indiği için alan 4 kat azalmış, hız ise 4 kat artarak debiyi sabit tutmuştur. Reynolds sayısı (ReRe) ise kanın hızı (vv) ve damarın çapı (dd) ile doğru orantılıdır. Hızdaki 4 katlık artış ile çaptaki 2 katlık azalmanın bileşkesi (4×0.5=24 \times 0.5 = 2), Reynolds sayısını 2 katına çıkarır. Bu durum, daralma bölgelerinde neden türbülan akım ve üfürüm duyulduğunu açıklar.

Adım Adım Çözüm

1
Süreklilik denklemini (Q=v×AQ = v \times A) kontrol et.
Damar çapı (dd) yarıya indiğinde kesit alanı (A∝d2A \propto d^2) 1/41/4 oranına düşer. Hız (vv) 4 kat arttığına göre Q=4v×1/4A=v×AQ = 4v \times 1/4A = v \times A olur; yani debi sabit kalır.
Kapalı dolaşım sisteminde bir noktadan geçen sıvı hacmi süreklilik gereği korunur.
2
Reynolds sayısı (ReRe) değişimini hesapla.
Re=ρ⋅v⋅dηRe = \frac{\rho \cdot v \cdot d}{\eta} formülünde hız 4 katına (4v4v), çap yarıya (0.5d0.5d) çıkmıştır. Reyeni=ρ⋅(4v)⋅(0.5d)η=2⋅ρ⋅v⋅dη=2⋅ReeskiRe_{yeni} = \frac{\rho \cdot (4v) \cdot (0.5d)}{\eta} = 2 \cdot \frac{\rho \cdot v \cdot d}{\eta} = 2 \cdot Re_{eski}.
Reynolds sayısı akışkanın hızı ve damarın çapı ile doğru orantılıdır.
3
Akım karakterini yorumla.
Reynolds sayısının artması, laminer akımın bozulma ve türbülan akıma (üfürüm oluşumu) dönüşme riskini artırır.
Kritik Reynolds sayısı aşıldığında akım düzenli tabakalar halinden düzensiz girdaplara dönüşür.

Anahtar Kavram

Reynolds sayısı ve Süreklilik Denklemi etkileşimi

Daha Fazla Pratik

Vasküler direnç üzerindeki en etkili faktörün damar yarıçapı olduğunu ve bunun dördüncü kuvvetle ilişkili olduğunu unutmayın.
Tahmini Süre:1m 30s
Bu soruyu puanla